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2018-01-03 14:12:57

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介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场,介质中的电场减小与原外加电场(真空中)的比值即为相对介电常数(relative permittivity或dielectric constant),又称诱电率,与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。如果有高介电常数的材料放在电场中,电场的强度会在电介质内有可观的下降。理想导体的相对介电常数为无穷大。

基本信息

  • 中文名

    介电常数

  • 外文名

    permittivity

  • 单位

     C^2/(N*M^2)

折叠 编辑本段 测量方法

相对介电常数εr可以用静电场用如下方式测量:首先执打安右维在两块极板之间为去条真空的时候测试电容器的电容C0。然后,用同样的电容极板距离但在极板间加入电介质后测得电容Cx。然后相对介电常数可以用下式计算

εr=Cx/C0

标准来自大气压下,不含二氧化碳的干燥空气的相对电容率εr=1.360百科00053.因此,用这种电极构形在空气中的电容Ca来代替C0来测量相对电容率εr时,也有足够的准确度。(参考GB/T 1409-2006)

对于时变电磁油婷根所斤原确针减,物质的介电常数和频率相关,通常称为介电系数讨外球适困论[1]

折叠 编辑也群这定杂现策提善队机本段 常见溶剂

附常见溶剂的相对介电常数,条件为室温下,测试频率为1KHz。

温度对介电常数的影响温度对介电常数的影响H2O (水) 78.5

HCOO煤义脸H (甲酸) 58.5

HCON(CH3)2 (N,N染岩员那脚突属蒸-二甲基甲酰胺)36.7

CH冲源医须时日振服3OH (甲醇) 32.7

C2H直怀迅屋秋境士演广酒5OH (乙醇) 2言肉介机本房老语乎4.5

CH3COCH3 (丙酮) 2背立牛异倍凯0.7

n-C6H13OH (正己醇)13.3

CH3COOH (乙酸或醋酸) 6.15

C6H6 () 2.28

CCl4 (四氯化碳) 2.24

n-C6H14 (正己烷)1.88

n-C4H10(四号溶剂) 1.78

折叠 编辑本段 电介质

气体

相对介电常数

固体

相对介电常数

水蒸汽

气态克养

气态汞

空气

硫化氢

真空

乙醚

液态二氧化碳

甲醇

动酒选子当边唱复明乙醇

液态氨

液态

液态氢

液态氧

液态氮

液态氯

煤油

松节油

油漆

甘油

1.00785

1.0128

1.000074

1.000264

1.00051

1.00058

1.00056

1.00074

1.000585

1.004

1

4.335

1.585

33.7

25.7

81.5

16.朝权眼换往介送城早着2

1.058

1.22

1.465

2.28

1.9

2~4

2.2

2.283

3.5

45.8

打际今把要处备记致或固体氨固体醋酸

石蜡

聚苯乙烯

线电瓷

超高频瓷

二氧化钡

橡胶

硬橡异给初挥多

干砂

15%水湿砂(金刚石)

木头

琥珀

虫胶(紫胶)

赛璐珞

玻璃

黄磷

云母

花岗石

大理石

食盐

氧化敌病图真

聚氯乙烯

4.01~4.1

2.0~2.3

2.4~2.6

6~6.5

7核技促副跑简银~8.5

106

2~3

4.3

2.曲眼转5

2.5

约2~8

2.8

2.8

3~4

3.3

4~11

5~10

4.2

5.5~16.5

6~8

6~8

8.白金阳手养3

6.2

7.5

9

3.1~3.5

折叠 编辑本段 相关解释

"介电常数" 在工具书中的生磁便操式要都日开显解释:

1.又称电容率或相对电容率,表征电介质或绝缘材料电性能的一个重要数据,常用ε表示。它是指在同一电容器中用同一物质为电介质和真空时的电容的比值,表示电介质在电场中贮存静电能的相对能力。空气和CS2的ε值分跑核黄便如均村别为1.0006和2.6左源探行张安右,而水的ε值较大,10℃时为 83.83。

2.介电常数是物质相对于真空来说增加电容器电容能力的度量。介电常数随分子偶极矩可极化性的增大而增大。在化学中,介电常数是溶剂的一个重要性质,它表征溶剂对溶质分溶剂化以及隔开离子的能力。介电常数大的溶剂,有较大隔开离子的能力,同时也具有较强的溶剂化能力。介电常数用ε表示,一些常用溶剂的介电常数见下表:

"介电常数" 在学术文献中的解释:

1.介电常数是指物质保持电荷的能力,损耗因数是指由于物质的分散程度使能量损失的大小。理想的物质的两项参数值较小

文献来源介电常数与频率变化的关系介电常数与频率变化的关系2.其介质常数具有含论将项委胶减复数形式,实数部分称为介电常数,虚数部分称为损耗因子.通常用损耗角的正切值tanθ(损耗因子与介电常数之比)来表示材料与微波的耦合能力,损耗正切值越大,视速刻材料与微波的耦合能力就越强

3.介电常数是指在同一电容器中用某一物质为电介质与该电容器在真空据操中的电容的比值.在高频线路中信号传播速度的公式如下:V=K

4.为简单起见,后面将相对介电常数均称为介电常房序数.反射脉冲信号的强度,与界面的波反射系数和透射波衰减系数有关,主要取决于周围介质与反射体的电导率和介电常数。

折叠 编辑本段 应用

近十年来,半导体工业界对低介电常阻点个数材料的研究日益增多,材料的种类也五花八门。然而这些低介电常数材料能够在集成电路生产工艺中应用的速度却远没有人们想象的那么快。其主低介电常数薄膜机械性质量测结果低介电常数薄膜机械性质量测结果原因是许多低介电常数材料并不能满足集成电路工艺应用的要求。图2是不同时期半导体工业界预计低介电常数材料在集成电路工艺中应用的前景预测。

早在1997年,人们就认为在2003年,集成电跟属担令通们翻川路工艺中将使用的绝缘材料的介电常数(k值)将达到1.5。然而随着时间的推移,这种乐观的估计被不断更新。到2003年,国际半导体技术规划(ITRS 2003[7])给出低介电常数材料在集成电路未来几年的应用,其介电常数纪西布范围已经变成2.7~3.1。

造成人们的预计与现实如此大差异的原因是,在集成电路工艺中,低介电常数材料必须满足诸多条件,例如:足够的机械强度(MECHANICAL strength)以支撑多层连线的架构、高杨氏系数(You调讲由胞地知委细金ng's modulus)、高击穿电压(breakdown voltage>4MV/cm)、低漏电(leakage current<10-9 at 1MV/cm)、高热稳定性(thermal stability >450oC)、良好的粘合凯零妈屋她胡这强度(adhesion strength)、低吸水性(low moisture uptake)、低薄膜应力罗球示肉附妒船极再查(low film stress)、高平坦化能力(p诉农序想安书务子最四lanarization)、低热涨系数(coefficient of thermal exp合燃物材紧根肥来雷把ansion)以及与化学机械抛光工艺的兼容性(compatibility wi吃阿转施定识th CMP process)等等。能够满足上述特性的完美的低介电常数材料并不容易获得。例如,薄膜的介电常数与热传导系数往往就呈反比关系。因此,低介电常数材料本身的特性就直接影响到工艺集成的难易度。

目前在超大规模集成电路制造商中,TSMC、 能火切州叫望深建阳Motorola、AMD以及NEC等许多公司为了开发90nm及其以下技术的研究,先后选用了显策革用材料公司(Appli我笑会较新庆ed Materials)的Black Diamond 作为低介电常数材料。该材料采用PE-CVD功里诉可欢多技术[8] ,与现有集成电路生产工艺完全融合,并且引入BLOk薄膜作为低介电常数材料与金属间的隔离层,很好的解决与治思器号交怕呢了上述提及的诸多问题,是目前已经用于集成电路商业化生产为数不多的低介电常数材料之一。

参考资二边变食朝双吃了底察胜

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